CN102061472A - 一种镜面铝表面氧化镀膜方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种镜面铝表面氧化镀膜方法，属于铝及其合金技术领域。该方法包括用水、稀酸、碱液清洗铝板表面；清洗后的铝板通过阳极氧化处理，在铝板表面形成阳极氧化膜；然后采用陶瓷材料进行真空镀膜处理，在阳极氧化膜表面形成薄膜，所述的陶瓷材料为Si3N4，Ti3N4中的一种或两种。采用本发明的方法得到的镜面铝具有较好的耐蚀性、耐磨性和较好的抗瑕疵性，且形成的薄膜颜色多样，美观性较好。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝表面镀膜方法，尤其涉及一种镜面铝表面氧化镀膜方法，属于铝及其合金技术领域。
背景技术
铝及其合金是一种轻金属材料，具有密度小、导电导热能力强、力学性能优异、可二次加工等优点，因此在工业生产中得到了广泛的应用。
由于铝及其合金等轻金属是一种易腐蚀材料，通常是对其表面进行处理来降低其腐蚀。现有技术主要采用化学转化处理和阳极氧化等表面处理方法。铝及其合金材料经过表面处理后，虽然在一定程度上改善了其耐腐蚀性和耐磨性，但是由于经过化学处理或阳极氧化处理后，金属表面粗糙，缺少美观性。为解决这些问题，通常铝及其合金材料经过表面处理后再在其表面着色以增加铝及其合金材料的表面美观性。
现有技术中在铝及其合金材料表面着色的方法主要有以下三种：第一种为自然着色法，着色与阳极处理一步完成，表面色彩即为氧化膜色彩。
第二种方法为吸附着色法，该方法是将经阳极处理后的铝件置入染料溶液中，将染料吸附于氧化膜上而着色。
第三种方法为电解着色法，该方法是将经阳极处理后的铝件置入金属电解液中，通过将还原出的金属粒沉积在氧化膜上而着色。
采用上述方法着色，虽然在一定程度上增加了铝及其合金材料的表面美观性能，但是由于采用直接着色处理，时间久了以后容易褪色，且金属表面粗糙问题也没有解决。
中国专利申请(公开号：CN1417381A)涉及一种铝件表面处理方法，该方法是先将铝件表面除油后，再用水清洗处理后进行化学抛光或电解抛光处理，然后再用水清洗干净，将铝件入入电解槽中进行阳极氧化处理形成一层氧化膜，使氧化膜厚度达到3～30μm后，再将该铝件放入着色电解槽中进行着色处理，电解液为金属盐电解液。金属盐电解液包含Sn离子、Co离子、Ni离子或Cu离子，并通以交流电电压为5V～30V，着色处理，最后进行镀膜处理。采用该方法对铝件表面进行处理在一定程度上增加了铝件的美观性和耐腐蚀性，但该方法工艺复杂，工艺过程中增加了单独着色处理步骤，电解镀膜不仅对环境污染较大，而且电解镀膜的膜层厚度不均匀，生产成本也较高。
发明内容
本发明针对现有技术所存在的缺点，提出了一种颜色多样，耐磨性和耐腐蚀性好的镜面铝表面氧化镀膜方法。
本发明的上述目的可以通过以下技术方案得以实现，一种镜面铝表面氧化镀膜方法，该方法包括用水、稀酸、碱液清洗铝板表面；清洗后的铝板通过阳极氧化处理，在铝板表面形成阳极氧化膜；然后采用陶瓷材料进行真空镀膜处理，在阳极氧化膜表面形成薄膜。
由于铝板暴露在空气中很容易造成铝板腐蚀，表面的腐蚀材料不仅色泽暗淡，影响美观性，而且影响后面的镀膜处理。可以采用水、稀酸、碱液将铝板表面的氧化铝薄膜层除去，以便于后面的镀膜处理步骤。
本发明的阳极氧化处理采用现有技术中普通的阳极氧化处理方法，其中以清洗后的铝板作为阳极，电解液可以是现有技术中普通的电解液如硫酸、铬酸、草酸等。使铝板表面形成一层阳极氧化膜。铝板经过阳极氧化处理后，可提高铝板的硬度和耐腐蚀性能。
本发明采用的现有技术中普通的真空镀膜法，是指真空条件下把镀膜材料进行蒸发或溅射镀膜，使其沉积在待镀膜基片的表面上。如采用普通的真空蒸发镀膜法，但是本发明采用的真空镀膜材料采用陶瓷材料，镀膜表面颜色多样，使铝板形成具有较高耐腐蚀和耐磨性能的镜面铝，真空镀膜时间为10-80分钟。
在上述的镜面铝表面氧化镀膜方法中，所述的稀酸是稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸中的一种，所述的碱液为无机碱溶液。进一步的优选，稀酸为质量分数为1％-5％的稀盐酸，碱液为浓度为1-5％的氢氧化钠溶液或浓度为10-20％的碳酸钠溶液中的一种。
在上述的镜面铝表面氧化镀膜方法中，通过阳极氧化处理在铝板表面形成阳极氧化膜的厚度为5～20μm。进一步的优选，阳极氧化膜的厚度为8～15μm。
在上述的镜面铝表面氧化镀膜方法中，所述的陶瓷材料为Si3N4，Ti3N4中的一种或两种。本发明采用的Si3N4是一种高温陶瓷材料，硬度大、熔点高、化学性质稳定。Ti3N4材料具有高熔点、高硬度、高温化学稳定性，用其作为镀膜材料具有耐高温、耐磨损性能。本发明用Si3N4，Ti3N4作材料，能有效的提高镜面铝的抗磨性和抗腐蚀性的性能。同时，真空镀膜后，得到的镜面铝表面光滑、平整，且镀膜的色彩多样，能根据实际需要制得不同色彩的镜面铝。
在上述的镜面铝表面氧化镀膜方法中，通过真空镀膜后在阳极氧化膜表面形成薄膜的厚度为3～10μm。进一步的优选，通过真空镀膜后在阳极氧化膜表面形成薄膜的厚度为5～8μm。
综上所述，本发明具有以下优点：
1、采用本发明的方法镀膜后的镜面铝具有较好的耐蚀性和耐磨性。
2、本发明的镜面铝表面氧化镀膜方法先经过阳极氧化，在进行真空镀膜，薄膜不会褪色且具有较好的抗瑕疵性。
3、本发明的镜面铝表面氧化镀膜方法采用Si3N4，Ti3N4等陶瓷材料作为真空镀膜材料，形成的薄膜颜色多样，美观性较好。
具体实施例
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明；但是本发明并不限于这些实施例。
实施例1
将铝板先用水清洗，洗去铝板表面的脏污物，洗净后，再使铝板的温度在40℃～45℃内，用质量浓度为3％的稀盐酸清洗铝板表面，去除表面的腐蚀层和油污等杂质，然后再用质量浓度为5％氢氧化钠溶液清洗铝板，最后用水清洗残留在铝板表面的酸碱液，清洗至洗液呈中性后，放在烘干箱中烘干。
将上述烘干的铝板放入装有电解液，并通有直流电流的电解槽中进行阳极氧化处理，其中的电解液为浓度为250g/L的硫酸溶液，通的直流电的电压为10V～20V，电流密度为1.5A/dm2～2.0A/dm2，氧化处理35分钟，使所形成的阳极氧化膜的厚度达到8μm，将铝板取出。
将上述经过阳极氧化处理后的铝板取出后，预热到200℃后，然后将其放在真空室内进行镀膜处理。所述的真空镀膜为普通蒸发镀膜，即镀膜时，将蒸发源Si3N4材料放在真空室内的坩埚上，并将铝板放在坩埚的正前方，真空室内抽真空后，用电子束加热坩埚使其中的蒸发源Si3N4材料蒸发，蒸发物质的原子或分子沉积在坩埚正前方的铝板最外表面上，蒸发源的蒸发速率为120～200m/min，真空镀膜时间为20～30分钟。真空镀膜结束，得到最外表面具有彩色薄膜的镜面铝，薄膜的厚度为5μm。
实施例2
将铝板先用水清洗，洗去铝板表面的脏污物，洗净后，再使铝板的温度在45℃～50℃内，用质量浓度为5％的稀硫酸清洗铝板表面，去除表面的腐蚀层和油污等杂质，然后再用质量浓度为15％碳酸钠溶液清洗铝板，最后用水清洗残留在铝板表面的酸碱液，清洗至洗液呈中性后，放在烘干箱中烘干。
将上述烘干的铝板放入装有电解液，并通有直流电流的电解槽中进行阳极氧化处理，其中的电解液为浓度为500g/L的铬酸溶液，通的直流电的电压为15V～20V，电流密度为1.5A/dm2～2.5A/dm2，氧化处理60分钟，使所形成的阳极氧化膜的厚度达到15μm，将铝板取出。
将上述经过阳极氧化处理后的铝板取出后，预热到200℃后，然后将其放在真空室内进行镀膜处理。所述的真空镀膜为普通的蒸发镀膜，即镀膜时，将蒸发源Ti3N4材料放在真空室内的坩埚上，并将铝板放在坩埚的正前方，真空室内抽真空后，用电子束加热坩埚使其中的蒸发源Ti3N4材料蒸发，蒸发物质的原子或分子沉积在坩埚正前方的铝板的最外表面上，蒸发源的蒸发速率为120～200m/min，镀膜时间在30～40分钟。真空镀膜结束，得到彩色的镜面铝，得到最外表面具有彩色薄膜的镜面铝，薄膜的厚度为8μm。
本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。
Claims (8)
1.一种镜面铝表面氧化镀膜方法，该方法包括用水、稀酸、碱液清洗铝板表面；清洗后的铝板通过阳极氧化处理，在铝板表面形成阳极氧化膜；然后采用陶瓷材料进行真空镀膜处理，在阳极氧化膜表面形成薄膜。
2.根据权利要求1所述的镜面铝表面氧化镀膜方法，其特征在于：所述的稀酸是稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸中的一种，所述的碱液为无机碱溶液。
3.根据权利要求1或2所述的镜面铝表面氧化镀膜方法，其特征在于：通过阳极氧化处理在铝板表面形成阳极氧化膜的厚度为5～20μm。
4.根据权利要求1或2所述的镜面铝表面氧化镀膜方法，其特征在于：所述的陶瓷材料为Si3N4，Ti3N4中的一种或两种。
5.根据权利要求3所述的镜面铝表面氧化镀膜方法，其特征在于：所述的陶瓷材料为Si3N4，Ti3N4中的一种或两种。
6.根据权利要求1或2所述的镜面铝表面氧化镀膜方法，其特征在于：通过真空镀膜后在阳极氧化膜表面形成薄膜的厚度为3～10μm。
7.根据权利要求4所述的镜面铝表面氧化镀膜方法，其特征在于：通过真空镀膜后在阳极氧化膜表面形成薄膜的厚度为3～10μm。
8.根据权利要求5所述的镜面铝表面氧化镀膜方法，其特征在于：通过真空镀膜后在阳极氧化膜表面形成薄膜的厚度为3～10μm。
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